环形坡面预制块长距离铺装施工技术及应用

2021-11-27王华震

科学技术创新 2021年31期

王华震＊武鹏

（中国水利水电第十一工程局有限公司，河南郑州 450001）

1 工程背景

引江济淮工程（河南段）第三施工标段调蓄水库工程为人工开挖的调蓄水库，平均开挖深度为5.0m。调蓄水库正常蓄水位为40.90m，设计水深为3.9m，总库容为80 万m3。调蓄水库边坡坡度为1:2.5，迎水坡面采用C25 预制混凝土带孔六棱块护砌，预制块厚度为0.15m。预制块护坡下设三层结构，分别为0.15m 厚的20～40mm 的碎石垫层、0.1m 厚的5～20mm 的碎石垫层和一层350g/m3土工布。

预制块护坡是生态护坡的一种，与比全断面护砌相比存在多孔性、透水性等优点，能够很好的平衡护坡与临边土壤的水压力，避免两侧水压力不平衡而损坏，同时还保持了较强的抗冲刷能力，保持边坡的稳定，有利于水生植物的生长，微生物的存活，能够较好的处理水土流失问题。

混凝土预制块护坡已经被广泛用于线性河道工程绿化、防护工程，但如何保证在环形水库长距离坡面中环形处、不等距处等位置预制块铺装效果和铺装质量，减少不必要的返工，是急需解决的难题。

2 技术原理

2.1 采用AUTOCAD 提前模拟现场铺装整体布局，测算出调节缝的数量及面积。

2.2 采用GPS 与AUTOCAD 配合控制现场定位调节缝的位置，长距离铺装做到精准施工，减少返工。

2.3 更新传统铺装方式，以调节缝为铺装范围控制线，先护砌外侧再护砌里侧，铺装效果美观且实用。

3 适用范围

常规混凝土预制块铺装在河道中应用较多，在环形水库中应用技术较少。本技术主要应用于环形坡面及不等距混凝土预制块长距离铺装，具有能够保证质量、加快施工进度、外观效果好的特点。

4 技术特点

本工程为人工开挖的调蓄水库，平均开挖深度为5.0m，总库容为80 万m3，调蓄水库边坡坡度为1：2.5，迎水坡面采用C25预制混凝土带孔六棱块护砌（厚度0.15m，边长0.24m），预制块单重为46.5kg。水库护坡底部设置C25 混凝土现浇护脚，护坡顶设置C25 混凝土现浇压顶。本工程为环形水库坡面预制块铺装，库区上口护砌周长2km，下口护砌周长1.8km，为不等距长距离环形预制块铺装。

铺装前，对环形、库区上下护砌不等距位置增加调节缝（后期采用等强度混凝土填补），调节缝位置利用GPS 测量仪器现场定位测量，利用AUTOCAD 模拟现场铺装效果，提前对调节缝数量、位置进行测算，指导现场施工，避免调节缝过多影响铺装效果。

铺装过程中铺装方式采用从坡脚逐层向上安装，结合CAD图纸调节缝预留位置开始，从靠近调节缝的边侧开始施工，在边侧砌筑完成后，再进行内圈底部的施工，砌体的排布无问题后，将从底部向顶部进行预制块逐层安装，保证整体纵横交错，内外连成一体，无通缝。

5 施工工艺流程及操作要点

施工过程作好详细施工记录，经常符合测量点位，为质量评定提供依据。坡面修整、铺无纺布、垫层、预制块分序施工，监理工程师验收上一道工序合格后，才能依序进入下一道工序的施工。

5.1 施工工艺流程

护砌施工流程：施工准备→测量放线→土工布铺设→碎石垫层摊铺→预制块安装→调节缝浇筑→验收。

5.2 操作要点

5.2.1 施工准备

5.2.1.1 工程施工前，详细了解工程地质、水文地质、人文环境情况，明确施工环境的不利影响，做好前期各项准备工作，各种施工设备和器材提前到场，并对现场作业人员进行交底，保证每一位施工人员掌握施工控制要点。

5.2.1.2 提前降水，降水深度满足施工需求，且边坡坡面预留的保护层修整完成，基面验收合格。

5.2.1.3 施工供电电缆均应提前敷设到护砌工作面。

5.2.2 测量放线

测量人员要熟读施工图纸，使用全站仪在水库周圈相隔固定距离进行样架的设立，现场点线位置应便于确认、不易移动、方便施工，并经常检查维护点线位置的准确度。

在浇筑好的护脚混凝土顶面布设点位，标出高程、桩号；修整好的坡面间隔10 米作为一个断面，每个断面均布3 个点位，标出高程、桩号；在环形处、不等距处加密布设。

5.2.3 土工布铺设

土工布由生产厂家运输到物资仓库，土工布进场后周扬检测5%以上，保证产品质量符合工程设计要求。经检验合格后用汽车运输到施工部位，人工进行摊铺。

5.2.3.1 基面处理

在基面处理前，布置好护砌周边的排水设施，保证达到设计干地要求后可以进行土工布铺设施工。

土方开挖及库岸换填过程中预留的10～20cm 保护层开挖，采用液压反铲自下而上进行，人工配合局部修整，反铲斗牙部位设置一块平板刮板器，基本保证坡面平整度。

铺设前对表面进行平整度检查和处理，按要求修整护坡；坡面应平整、无杂物、无尖状物质，填平坑凹，平整土面。

5.2.3.2 土工布铺设。（1）在经验收合格的基面上及时铺设土工布，铺设过程中，作业人员必须穿软底鞋进行施工，并防止一切可能引起土工布损坏的作业。（2）土工布铺设从护脚向压顶方向进行施工，将护脚已固定土工布向上拉起至压顶位置，用重物将土工布进行固定，防止滑动。土工布上、下端按设计要求预留足够的长度，埋入压顶沟槽内。（3）坡面上土工布铺设以铺平为原则，不得强拉，保证土工布松紧适度、平顺，与地面结合紧密，无空隙。土工布施工完成后，应避免日光直射，碎石垫层应及时施工，为土工布质量提供保证。（4）防止起风对施工的影响，所有的铺设完成土工布当天搭接、拼接完成，用重物进行临时固定，碎石垫层施工过程中逐步将重物移走。（5）为避免机械或其他人为因素出现，导致下部工序施工时土工布损坏的情况出现，在发现土工布损坏的第一时间，立即对损坏部分进行更换或修补。

5.2.3.3 土工布的拼接。铺设时，因土工布需要嵌入到护脚及压顶混凝土中，为防止土工布受到损坏，土工布沿顺坡方向分为3 段进行搭接，搭接段分别为护脚段、中间段及压顶段，接缝采用缝接方式，搭接长度不少于10cm。（图1）

图1 土工布缝接方式

土工布铺设完毕，应尽快铺设碎石垫层，防止土工布污染、风吹移位。

5.2.4 碎石垫层摊铺

垫层碎石由市场采购，验收合格的碎石垫层，由自卸汽车直接运至水库坡肩环库堤堤基上，按设计摊铺量和每车的运输量，较均匀的卸在指定位置。

碎石铺筑前做好场地排水、将土工布上浮渣、杂物清除干净、设好样桩、备足滤料。本工程碎石滤料粒径分为两种：紧贴土工布为10cm 厚粒径5～20cm 的碎石，其上为150cm 厚粒径20～40cm 的碎石。不同粒径组的滤料层厚度必须符合设计要求。

碎石铺筑方式为：有长臂反铲将碎石投放到坡面，自下而上进行施工，不允许高处直接倾倒，粒径不同碎石按要求逐层施工，保证互不混杂，层次分明。

碎石垫层铺筑需进行必要的压（夯）实，压实后相对密度不小于0.7。碎石垫层经监理验收后，及时安装混凝土预制块。

冬季施工时，碎石不得夹杂冻块，雪天立即停止施工，及时覆盖。雪停复工时，应及时清除积雪、杂物，清理完成后恢复正常施工。

5.2.5 预制块安装

市场采购符合设计图纸要求的加工合格的混凝土预制块，预制块入场经施工现场验收合格后方可投入使用。现场验收的主要内容有外观尺寸、破损程度、混凝土强度等。

5.2.5.1 预制块卸车。卸车前，查验数量及完好程度；进行简单的技术指标检验；卸车时采用20t 汽车吊、人工配合进行。根据每车运送的数量和工作面的需要数量，较为均匀的卸在库周坡肩外侧平地上。

5.2.5.2 预制块安装。碎石垫层逐层验收后，依据测量放样为依据，顺水库边坡中心线方向，每20 米设置测量断面，并在护脚、中部、压顶各设置加密桩点，并在碎石坡面上用预制块不均匀的布设控制点，标注符合设计要求的预制块厚度线以及跛脚、坡顶的对应位置，用细绳连接各控制点，作为安装预制块的控制高程；由于坡面高差较大，预制块不可在碎石垫层上拖拉，混凝土预制块由20t 汽车吊将其吊放到作业面，人工进行安装。

铺装过程中铺装方式采用从坡脚逐层向上安装，结合CAD图纸调节缝预留位置开始，从靠近调节缝的边侧开始施工，在边侧砌筑完成后，再进行内圈底部的施工，砌体的排布无问题后，将从底部向顶部进行预制块逐层安装，保证整体纵横交错，内外连成一体，无通缝，无架空、超高现象。

已安装完成预制块的坡面，应做好成品保护，不允许出现堆放杂物或未安装预制块的情况，导致预制块表面破损，出现无必要的返工。

5.2.6 调节缝浇筑

水库调节缝混凝土浇筑为素混凝土，设计指标为C25F150。

预制块安装完成后，将调节缝位置多余碎石、杂物清理干净后，向监理申请开仓验收。验收合格后及时开仓浇筑。若遇特殊情况，无法及时浇筑，重新清理、验收。

5.2.6.1 浇筑分层。调节缝混凝土浇筑不分层。

5.2.6.2 入仓。调节缝采用在护坡设置溜槽的方式入仓浇筑。混凝土到位后立即进行平仓，若有出现骨料堆叠的情况，人工将骨料分散至砂浆过多处，不可用砂浆直接覆盖。

5.2.6.3 振捣。混凝土平仓完成后，及时采用直径50mm 软轴振捣棒振捣。

由于为1：2.5 坡面，振捣时将振捣棒垂直插入混凝土后，慢慢倾斜，方向与坡面方向一致，避免漏振。振捣混凝土时要做到快插慢拔，振捣结束时间以混凝土表面不再下沉，不冒气泡，开始泛浆为止。

5.2.6.4 收面。用刮板刮面，人工使用木抹子两次抹面，多次压光，使其部位的平整度控制在规范指标之内。

5.2.6.5 养护。混凝土浇筑完成后，按要求进行洒水养护，为避免仓面积水、阳光暴晒，对新浇筑混凝土进行覆盖，阴雨天气最少洒水养护14 天，在天气干燥、炎热时，覆盖洒水养护时间至少28 天以上。养护过程需连续，不得中断。

5.2.7 验收